2022 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic nature of active galactic nucleus torus revealed by multi-phase gas observations
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20K14531
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
泉 拓磨 国立天文台, アルマプロジェクト, 助教 (40792932)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 活動銀河中心核 / AGN / トーラス / 星間物質 / 電波天文学 / ALMA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
活動銀河中心核トーラスの動的構造を解明するため、最近傍の活動銀河中心核(AGN)であるCircinus銀河をターゲットとして、多相星間物質の超高解像度観測をALMA望遠鏡で実施し、そのデータ解析を進めた。高密度分子ガスのトレーサーとしてHCN(J=3-2)輝線、中程度の密度の分子ガスのトレーサーとしてCO(J=3-2)輝線、低密度の原子ガスのトレーサーとして[CI](1-0)輝線、そして電離ガスのトレーサーとして水素再結合線H36aを観測した。達成した空間分解能は1パーセクを上回り、AGNに対する 「分子、原子、電離ガス」の全ての相が揃った完備な観測として過去最高の値を記録している。
得られたデータから、中密度分子ガスは銀河中心に円盤構造を形成しており、その中心面に高密度分子ガスが沈んでいることが明らかとなった。さらに、原子ガ スはAGNが駆動するアウトフローをしていることも判明したが、その速度は遅く、ブラックホールと円盤の重力に引かれてやがて円盤に舞い戻る(バックフ ロー)ことも分かった。HCN(J=3-2)線はAGN位置でAGN自体を背景光源として吸収線を作っており、その解析からはAGNへのガス供給が明らかとなった。1パーセク以下の構造でこうしたインフローを直接検出したのは本研究が初である。また、電離ガスは1パーセク領域でコーン状の高速アウトフローをしていることも分かった。これはトーラス的な構造により電離ガス流が「絞られている」ことを明示している。
以上の成果は、AGN周辺のガス流はインフロー、アウトフロー、バックフローのように多様性に富んでおり、かつ、異なる相の物質は異なる運動状態にあることを示す。力学解析の結果、原子ガスの作る構造の厚みはこれまでトーラスに期待されていた値とも一致しており、こうした複雑なガス流が複合的にトーラス構造を 作ることを実証できた。
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